Учебно-методическое пособие Ростов-на-Дону 2019

7.4 Использование низкотемпературных вторичных энергетических ресурсов 
с помощью тепловых насосов 
Использование изкопотенциальных вторичных энергоресурсов, в том числе 
теплоаккумуляционных свойств грунта, позволяет создать экологически чистые и 
энергоэффективные системы теплоснабжения зданий различного назначения. 
Применение тепловых насосов наиболее эффективно в городах, где высока 
концентрация потребителей теплоты и холода, а также возможна утилизация 
теплоты сточных вод и вентиляционных выбросов. Наибольшее распространение 
подобные системы получили в США, Канаде, Германии, Швеции, Швейцарии. 
Общая установленная мощность геотермальных теплонасосных систем тепло- и 
холодоснабжения приближается к 7000 МВт. Для теплоснабжения Стокгольма 
построена и работает станция тепловых насосов, состоящая из 6 агрегатов общей 
мощностью 180 МВт. В качестве низкопотенциального источника теплоты 
используется морская вода, температура которой в зимний период времени 
находиться на уровне 2–4 ºС. В Хельсинки и Осло работают тепловые насосы, 
использующие теплоту сточных вод. В холодный период года они производят 
теплоту для систем горячего водоснабжения и отопления, а в летний период – 
теплоту для горячего водоснабжения и холод для систем кондиционирования 
крупных торговых и бизнес-центров. 
В нашей стране наиболее мощные парокомпрессионные тепловые насосы с 
винтовыми компрессорами (500–3000 кВт) выпускает ЗАО «Энергия», г. 
Новосибирск (большая мощность достигается за счет объединения блоков по 500 
кВт), а с центробежными компрессорами – НПО «Казанькомпрессормаш» (8,5–
11,5 МВт).
Теплонасосные установки целесообразно использовать для покрытия 
базовой части графика теплоснабжения. Пиковые нагрузки систем отопления и 
вентиляции можно обеспечивать за счет традиционного централизованного 
теплоснабжения. Кроме того, необходимо использовать теплонасосные установки 
и для производства холода, используемого системами кондиционирования в 
теплый период года. Такая конфигурация системы тепло- и холодоснабжения 
здания позволяет получить максимальную экономическую эффективность и 
минимальный срок окупаемости теплонасосной установки за счет того, что 
дорогостоящее оборудование будет загружено в течение всего календарного года, 
а не только на протяжении отопительного периода. 
Важным направлением разработки и внедрения крупных тепловых насосов 
для теплоснабжения зданий является создание новых видов рабочих тел 
(хладоагентов), отличающихся высокой эффективностью, не разрушающих 
озоновый слой и оказывающих минимальное воздействие на глобальное 
потепление. В 1990-е годы в России выполнен большой объем работ по замене 
запрещенных озоноразрушающих веществ (ОРВ) на новый класс химических 
соединений: гидрофторуглероды (ГФУ). Молекулы ГФУ в отличии от ОРВ не 
содержат атомов хлора и брома, которые могут участвовать в процессах 
разложения 
озона. 
ГФУ 
характеризуются 
нулевыми 
значениями 

---

117 
озоноразрушающего потенциала (ODP) и потенциала глобального потепления 
климата (GWP).
На рис.7.9 представлена технологическая схема теплонасосной установки с 
двухступенчатым центробежным насосом и промежуточным сосудом, 
предназначенной для утилизации теплоты сточных вод. Промежуточный сосуд 
использован как сепаратор, разделяющий парожидкостную смесь (поток 8) на пар 
(поток 4) и жидкую фазу (поток 7). Поток отсепарированного пара смешивается с 
перегретым паром из первой ступени сжатия (поток 2) и эта смесь (поток 11) 
поступает во вторую ступень сжатия. В качестве рабочего тела использован 
озонобезопасный хладоагент R-134a (1,1,1,2-тетрафторэтан CF
3